(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、時間的な節約ができる、基板から微視的なサンプルを取り出すための代替方法を提供することである。【解決手段】  本発明は、基板２から微視的なサンプル１を取り出すための方法を提供し、該方法は、サンプルが基板から切り出されるようにして、基板２がビーム４で照射される、切断処理を実行するステップと、サンプル１がプローブ３に付着される付着処理を実行するステップとを含み、切断処理と付着処理が互いに一時的にオーバーラップすることを特徴とする。  切断処理と付着処理を同時に実行することによって、これらの切断処理と付着処理が連続して実行される方法と比較すると、時間的な節約が実現される。【選択図】  図２
2006017728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２）から微視的なサンプル（１）を取り出すための方法であって、
前記サンプル（１）が前記基板（２）から切り出されるようにして、前記基板（２）がビーム（４）で照射される、切断処理を実行するステップと、
前記サンプル（１）がプローブ（３）に付着される付着処理を実行するステップと、
を含み、前記切断処理と前記付着処理が互いに一時的にオーバーラップすることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記付着処理は、ビーム（５）での前記サンプル（１）の照射を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記切断処理の少なくとも一時期間の切断処理は、２ビーム（４、５）で同時に実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記切断ビーム（４、５）を生成する手段に関する前記基板（２）の方位は、前記切断処理間に変化しないで維持することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記照射は、電気的に帯電された粒子の照射を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記照射は、フォトンの照射を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記照射は、集束ビームの照射を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板から微視的なサンプルを取り出すための方法に関し、該方法は、
サンプルが基板から切り出されるようにして、基板がビームで照射される、切断処理を実行するステップと、
サンプルがプローブに付着される付着処理を実行するステップと、を含む。
【背景技術】
【０００２】
上述の基板から微視的なサンプルを取り出すような方法は周知であり、開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような方法は、特に半導体工業で採用されており、分析及び／又はさらなる処理を容易にするために、ウェハーなどの基板から微視的な大きさのサンプルを取り出す場合である。近年、そのようなサンプルは１００ｎｍの厚さで１０μｍのオーダーの大きさを有する。関心のある構造をさらにサイズを縮小する傾向にあり、この結果として、抽出されるサンプルのさらなるサイズの縮小がもたらされる。
【０００４】
例えば、そのような微視的なサンプルでなされる分析は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計）又はＸ線分析機器の支援で実行される。さらなる操作は、例えば、ＴＥＭの支援での分析目的において、イオンビームでさらに薄いサンプルを作製することを含む。
【０００５】
特許文献1に記載の方法では、針状プローブが、マニピュレータによって、サンプルが抽出される基板の位置に移動される。サンプルは、集束イオンビームで異なる２方向から物質を取り出すことによって基板から切り離される。
【０００６】
基板からサンプルを完全に切り出す前に、サンプルは、例えば、金属沈着の手法によってプローブの末端に付着される。サンプルが完全に切り離された後、プローブに付着したサンプルは、マニピュレータによって別の位置に移動される。
【０００７】
付着処理を開始する前に、まず最初に、切断処理の一部が実行されることに注意する。結局、針状プローブの存在は影の形成をもたらし、プローブの存在は、配置したイオンビームに見えない基板の一部を与える。その理由において、最初に切断処理を開始し、次いで、切断が完全なサンプルの位置に単にプローブを移動し、その際に基板の領域はサンプルホルダーの影に位置することが必要である。これが成される場合に限り、付着処理は開始されることができ、完全にサンプルを抽出するために切断処理を再び開始することができる。
【特許文献１】米国特許第５，２７０，５５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、既知の特許文献１に記載されたような方法に取って代わる、時間を節約する代替方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明による方法は、切断処理と付着処理が互いに同時にオーバーラップすることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、一般的に、プローブに対するサンプルの付着が、瞬間的な作用ではないという洞察に基づく。例えば、金属沈着又は接着剤を使用する付着は、無視できない継続期間の処理であり、ある時点において、重力に反してサンプルを保持するように、付着を形成する結合は十分に強いものである。しかしながら、別の力が生じる場合、サンプルを保持するために、その段階での結合の強さは不十分である。例えば、そのような追加的な力は、サンプルの移動及び操作に付随して生じる加速力や、他の物体とサンプル又はプローブの起こり得る機械的接触（“衝突”）に付随して発生する力を含む。
【００１１】
切断処理と付着処理を同時にオーバーラップすることによって、処理が連続的に実行されるか、又は２つの処理（の少なくとも一部）が同時に実行されない方法と比較して、時間的な節約が実現される。
【００１２】
本発明による方法において、重力に反してサンプルを保持するように結合を十分に強くすると直ちに、サンプルは完全に切り離される。結合は十分にロバストになるまで強化される（完全な抽出と一時的にオーバーラップする）。一般的に、結合の強化は、サンプルが完全に切り離された後に続けられる。
【００１３】
結合の強化は、時間とともに増加する金属沈着の形態となる（特許文献1に記載のように）が、しかし、例えば、接着剤の持続的に強固になる形態をとる。
【００１４】
それほどロバストでない方法、例えば、静電気力で最初にサンプルがプローブに付着され、その後、よりロバストな付着が、例えば、接着剤又は金属沈着を使用して適用されることがさらに考慮される。
【００１５】
付着処理は完全ではないが、本発明による方法はさらに、例えば、サンプルをさらに薄くするなどサンプルのさらなる操作を実行する可能性を提供する。（連続的にではなく）付着処理と同時に上記のさらなる操作を実行することによって、さらに時間的な節約が達成される。
【００１６】
微視的なサンプルを抽出する別の方法が米国特許第６，５７０，１７０号で既知であることに注意する。該特許文献の方法は、プローブに対するサンプルの付着がサンプルの完全な切り離し後に起こることが、前述した既知の手法とは異なる。しかしながら、この方法においても、切断処理と付着処理は同時に実行されない。したがって、この方法もまた、本発明による方法によって提供される時間的な節約を提供することはない。
【００１７】
本発明による方法の実施態様において、プローブに対するサンプルの付着は、ビームでのサンプルの照射を含む。
【００１８】
本発明による方法の実施例において、サンプルの付着は照射の支援によって起こり、プローブにサンプルを付着するために使用される二次ビームは、サンプルを抽出する切断ビームに追加して存在する。
【００１９】
同じ種類のビームである必要がないことに注意する。例えば、接着剤を固めて、かつ強化するために、切断のためのイオンビームと、レーザービームなどのフォトンビームを使用することが可能である。
【００２０】
本発明による方法のさらなる実施態様において、少なくとも一時的に、２つのビームを使用して切断が起こる。
【００２１】
一般的に、プローブは、サンプルの抽出を実行するビームが基板すべてに達するのを妨害し、影の形成が生じる。したがって、プローブをサンプルに移動する前に、まず最初に、サンプルを部分的に切断することを必要とする。
【００２２】
２種類のビームが活用され、切断のために両ビームを使用することができる場合、最初に両ビームで物質を取り出し、プローブにサンプルを付着するために、プローブの影の影響がもはやないポイントで、一つのビームを使用することが魅力的な提案である。結局、少なくとも一時的に切断を実行する両ビームを使用することによって、単に１ビームが切断する状況と比較して、時間的な節約になる。
【００２３】
電流密度などのビームの特性を変化することによって、侵食（物質の取り出し）から沈着（物質の塗布）にイオンビームの機能を変化することが可能であることに注意する。
【００２４】
本発明による方法のさらなる実施態様において、切断ビームを生成する手段に関する基板の方位は、切断中に変化しないで維持する。
【００２５】
一般的に、基板からサンプルを切り離すために、Ｖ字型の切断がなされる。単一ビームを使用する場合、したがって、基板に関して切断ビームの入射角を変化することが必要である。しかしながら、２以上のビームが利用可能な場合、それらのビームは、一般的に、互いに関して角度に対する（ｓｕｂｔｅｎｄ）。この理由により、基板の方位を変えずに、サンプルは完全に切り離すことができる。
【００２６】
ビームに関する基板の方位の変化が、通常は、基板の位置での変化を意味することを注意する。この理由により、方位の変化は、ビームを生成する手段に関して基板の再位置づけを必要とする。
【００２７】
再位置づけの必要性を除去することは無視できないほどの時間を節約する。結局、基板とビームの再位置づけは、高精度で起こるべきである。近年、抽出されるサンプルは、１００ｎｍの厚さで１０μｍオーダーの大きさを有する。したがって、一般的に、再位置づけは、基板の移動だけでなく、両ビームを生成する手段に関するサンプルの位置をサブミクロンの精度で決定することを含む。
【００２８】
一般的に、ビームが屈曲手段の支援で基板に関して位置づけられることを注意する。ビームの方位は、基板に関してわずかに変化する。しかしながら、一般的に、この角度の変化は、一面にサンプルを切り出すように使用できない。結局、Ｖ字型サンプルを切り離すためには、ビームがサンプルで互いに交差することが必要条件であり、ビームが基板の外部に位置する屈曲手段によって曲げられる場合、容易に達成されない偉業である。
【００２９】
本発明による方法の別の実施態様において、前述した照射は、電気的に帯電した粒子の照射を含む。
【００３０】
物質を取り出すために、例えば、イオンビームを使用することが魅力的な提案である。本来既知のこの方法で、物質は、所望の位置的な精度で取り出すことができ、次いで、抽出されたサンプルは解析できる。
【００３１】
同じ種類のビームである必要がないことに注意する。例えば、接着剤を固めて、かつ強化するために、切断のためのイオンビームと、レーザービーム又は電子ビームを使用することが可能である。
【００３２】
例えば、電気的に帯電された粒子の照射が特定の気体の存在と一致して発生し、それによって、ビームの切断速度が速くなることができるか、又は金属沈着の適用が可能であることに注意する。
【００３３】
本発明による方法のさらに別の実施態様において、前述の照射はフォトンの照射を含む。
【００３４】
例えば、プローブに対するサンプルの付着は、接着剤の支援で実行できる。そのような接着剤の強化は、例えば、フォトンビームで加速でき、一方、切断はイオンビームで行うことができる。
【００３５】
さらに別の実施態様において、前述の照射は、集束ビームの照射を含む。
【００３６】
本方法は微視的なサンプルを局所的に抽出するように使用され、それによって、さらに、抽出処理に関した基板物質の破損及び分裂は、単に局所的に発生する。したがって、本質的でない場合、集束ビームを採用することが魅力的な提案である。
【００３７】
本発明はさらに、添付図に基づいて解明され、添付図において、対応する構成要素は同一の参照番号を使用して描写される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１Ａ及び１Ｂは、サンプル１が、２つのビーム４及び５によって切り離される、ウェハー２の形態の基板を概略して描写する。
【００３９】
図１Ａは、どのようにしてサンプル１が、２つのイオンビーム４及び５によって同時に切り離されるかを示す。２つのビーム４及び５が互いに関する角度を示すので、ウェハー２がイオンビームを生成する（示されていない）手段に関して別の方位を仮定することなく、サンプル１を一面に切り出すことが可能である。示された状況において、サンプル１の底部はすでに相当に切り離され、サンプル１は、単に、ウェハー２とサンプル１との間の結合７によってのみ、ウェハー２に結合されているだけである。
【００４０】
近年、抽出されるサンプルは、典型的には、１０μｍオーダーの大きさ（すなわち、線ＡＡ’と垂直の長さ）を有し、１００ｎｍの厚さ（すなわち、線ＡＡ’の方向の厚さ）を有する。
【００４１】
図１Ｂは、図１Ａで描写された線ＡＡ’による断面図を示し、それによって、サンプル１がウェハー２から下面に遊離していることが明確に示すことができる。
【００４２】
図２は、プローブ３の針状末端部に固定されたサンプル１を概略して描写する。
【００４３】
描写された状態の切断処理は十分に処理されており、さらにプローブ３の影の影響は心配されない。プローブ３の針状末端部は、抽出されるサンプル１の位置に移動される。サンプル１はイオンビーム５の照射によってプローブ２に接合され、それによって、金属沈着６がサンプル１をプローブ３に付着する。同時に、サンプル１とウェハー２との間に残存する結合７は、イオンビーム４で取り除かれる。
【００４４】
図３は抽出されたサンプル１の概略した描写を示す。サンプル１とプローブ３との間の結合６がさらに強化される。
【００４５】
サンプル１はウェハー２から完全に切り離される。結合６に作用する力は、ウェハー２及びサンプル１が移動されない限り、専らサンプル１の重量によってもたらされる。サンプル１の重量によって単に引き起こされる力よりも多大な力に耐えられるように、この結合が十分にロバストであるまで、結合６はビーム５によってさらに強化される。サンプル１をより薄くするような、さらなる操作はビーム４で同時に成され、一方で、ビーム５は結合６を強化する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】２ビームによってサンプルが切り離される基板の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａの断面の概略図である。
【図２】プローブの針状末端部に固定された部分的に切り離されたサンプルと基板の概略図である。
【図３】プローブが固定された完全に切り離されたサンプルと基板の概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  サンプル
２  基板（ウェハー）
３  プローブ
４  ビーム
５  ビーム
６  結合
７  結合
【図１Ａ】
2006017728.tif 000003
【図１Ｂ】
2006017728.tif 000004
【図２】
2006017728.tif 000005
【図３】
2006017728.tif 000006